4.2 RESULTADOS
4.2.3 Estudo da complementariedade – Cenário 3
Para o 3º cenário foi estipulado que a geração eólica seria a máxima possível (entre as 3 cidades estudadas), ou seja, com 675 aerogeradores em cada cidade com potência instalada de aproximadamente 1,013 GW no Estado, considerando a mesma potência instalada em fonte solar fotovoltaica, ou seja, também com 1,013 GW. Desta forma, obtêm-se os resultados apresentados na Tabela 21, ilustrando o terceiro cenário com a mesma capacidade instalada das duas fontes.
Tabela 21 - Cenário 3 com a potência instalada por fonte.
Potência Instalada para energia solar (kWp) 1.012.500
Número de aerogeradores por cidade 675
Potência instalada para energia eólica (kW) 1.012.500
Cenário 3
Fonte: Elaboração dos autores.
Através da definição da potência de capacidade instalada, é possível obter a geração de energia elétrica que cada fonte é capaz de produzir mensalmente, conforme a Tabela 22, que ilustra também o consumo mensal médio de energia e a geração das duas fontes, mostrando o balanço de energia, ou seja, a diferença entre o consumo e a produção.
Tabela 22 - Consumo, geração de energia elétrica por fonte e balanço de energia elétrica mês a mês - Cenário 3. Janeiro 2.912.760,00 134.966,25 96.832,69 231.798,94 -2.680.961,06 Fevereiro 2.767.900,80 121.905,00 96.832,69 218.737,69 -2.549.163,11 Março 2.867.599,20 139.988,25 170.515,69 310.503,94 -2.557.095,26 Abril 2.697.624,00 124.233,75 170.515,69 294.749,44 -2.402.874,56 Maio 2.723.709,60 112.681,13 170.515,69 283.196,81 -2.440.512,79 Junho 2.582.424,00 109.046,25 194.932,30 303.978,55 -2.278.445,45 Julho 2.729.959,20 109.856,25 194.932,30 304.788,55 -2.425.170,65 Agosto 2.739.631,20 131.513,63 194.932,30 326.445,93 -2.413.185,27 Setembro 2.676.672,00 126.967,50 154.935,58 281.903,08 -2.394.768,92 Outubro 2.936.196,00 131.827,50 154.935,58 286.763,08 -2.649.432,92 Novembro 2.770.704,00 130.612,50 154.935,58 285.548,08 -2.485.155,92 Dezembro 2.828.688,00 134.966,25 96.832,69 231.798,94 -2.596.889,06
Mês Balanço de Energia Elétrica
consumida e gerada (MWh) Geração total das fontes
complementares (MWh) Geração Eólica (MWh) Geração Solar (MWh) Consumo de energia (MWh)
Fonte: Elaboração dos autores.
Com os dados da Tabela 22, um gráfico pode ser elaborado, para representar graficamente esta complementariedade. O Gráfico 14, ilustra o consumo total de energia mensal, a geração de energia solar, a geração de energia eólica e a geração total das duas fontes, para o cenário 3, com a capacidade máxima de geração eólica e a mesma capacidade instalada em solar. Neste caso, a geração eólica é mais elevada que a solar, mesmo com a mesma capacidade instalada, entretanto a capacidade eólica está no limite máximo, enquanto a capacidade solar está bem abaixo do seu potencial máximo de instalação, e desta forma a curva de geração total das duas fontes ficam distantes da curva de consumo de energia do Estado.
Gráfico 14 - Consumo e geração de energia elétrica para o cenário 3. Fonte: Elaboração dos autores.
Ainda é possível analisar o consumo e geração no período anual, conforme a Tabela 23, no cenário 3.
Tabela 23 - Consumo e geração de energia elétrica por fonte pelo período de um ano - Cenário 3.
Consumo de energia (MWh) 33.233.868,00
Geração Solar (MWh) 1.508.564,25
Geração Eólica (MWh) 1.851.648,76
Geração total das fontes complementares (MWh) 3.360.213,01
Ano
Fonte: Elaboração dos autores.
A Tabela 24, representa o balanço de energia para o 3º cenário, ou seja, para este caso, as duas fontes de energia supririam apenas 10,11% da curva total de demanda de energia, o que demandaria mais de 29 TWh de energia por outras fontes de geração de energia, como a hidráulica e a térmica, para atender o consumo paranaense.
Tabela 24 - Balanço de energia elétrica pelo período de um ano - Cenário 3.
Saldo de energia elétrica (MWh) -29.873.654,99
Percentual de complementariedade na matriz elétrica (%) 10,11
Balanço de energia elétrica anual
Fonte: Elaboração dos autores.
Este cenário, mesmo apresentando um suprimento menor da curva de demanda paranaense, ilustra como é possível obter significativa participação das fontes renováveis, o que representaria o desligamento de muitas usinas térmicas, contribuindo desta maneira com o aspecto ambiental e econômico.
5 CONCLUSÃO
Através da metodologia proposta foi possível atingir os objetivos deste trabalho. O referencial teórico proporcionou a base necessária para o alcance desses objetivos, contribuindo para a construção dos cenários que demonstraram a possibilidade de aplicação da complementariedade usando as fontes solar fotovoltaica e eólica na matriz elétrica do Estado do Paraná.
Os estudos apresentados demonstram o potencial paranaense para fontes de energias renováveis, as quais possuem uma série de vantagens se comparadas às fontes tradicionais de geração de energia elétrica, dentre os principais aspectos positivos pode-se frisar a sustentabilidade, o baixo impacto ambiental e a sua capacidade de reutilização contínua.
Com base na pesquisa elaborada, mostrou-se que ambas as fontes detém um enorme potencial, no entanto, para a energia solar fotovoltaica este potencial pode ser utilizado de forma distribuída, haja vista que todas as cidades paranaenses possuem potencial representativo se comparado com os países europeus. Além disso, sua geração dispensa o modo centralizado, não sendo necessariamente instalados em grandes usinas, consumidores residenciais podem instalar sistemas fotovoltaicos com intuito de atender à sua demanda pessoal por energia elétrica. A geração distribuída tem como consequência outro fator positivo, como a diminuição de custos de infraestrutura para os sistemas de transmissão e distribuição e também a redução das perdas de energia. E ainda, ao contrário de outras fontes de geração, a solar fotovoltaica não precisa necessariamente de investimentos públicos diretos, pois pode, como geração distribuída, ser implantada pelos próprios consumidores. Basta para isto que existam políticas públicas específicas de incentivo à disseminação desta fonte, como já destacado por Tiepolo (2015).
Por sua vez, a geração de energia por meio de fonte eólica permite, nas mesmas condições de potência instalada, um maior fator de capacidade, um melhor rendimento se comparada à solar fotovoltaica. Entretanto, as possibilidades de instalação de usinas eólicas são mais limitadas, visto que são muitos os fatores que influenciam na escolha de áreas para a implementação
do sistema, restringindo a sua aplicabilidade, fato este que restringiu a pesquisa à apenas algumas cidades com viabilidade física e técnica. Inclusive, as restrições afetam não somente o âmbito de instalação mas também a busca por dados atualizados e mais específicos, como a velocidade do vento, altura dos anemômetros de medição, os fatores k e c para cada cidade, informações para determinados períodos de tempo, entre outros. E da mesma maneira existem poucas fontes de pesquisa pública e de livre acesso para consulta sobre o assunto.
A complementariedade se torna pertinente, ao passo que cada fonte apresenta um melhor potencial em determinada época do ano. A fonte solar fotovoltaica demonstra valores mais favoráveis de irradiação para os meses de verão, o que reflete uma maior capacidade de geração de energia elétrica neste período, enquanto a fonte eólica é mais vantajosa nos meses de inverno por apresentar maior velocidade do vento, e consequentemente maior produção de energia elétrica nesta estação do ano. Logo, há a possibilidade de atender a demanda de consumo de energia elétrica paranaense mesmo em períodos de estiagem, nos meses secos, diminuindo assim o risco de cortes de energia, e ainda a estabilização dos preços das tarifas, evitando a utilização de termelétricas na complementação da matriz do Estado.
De acordo com os cenários apresentados, os resultados são bastante positivos podendo contribuir para suprir as necessidades futuras. O primeiro cenário evidenciou a possibilidade de instalação de um grande potencial solar fotovoltaico e eólico, o produto desta aplicação demonstrou que as duas fontes renováveis conseguem suprir a maior parte da demanda de energia do Estado, mais de 86%, um percentual muito representativo e significante visto a demanda de energia elétrica do Estado.
O segundo cenário comprovou que a energia solar fotovoltaica é capaz de suprir praticamente 81% da curva de demanda paranaense, de forma quase individual, indicando assim a necessidade de investimentos neste tipo de geração de energia elétrica.
O terceiro cenário, ainda que suprindo apenas 10% do consumo paranaense, é uma possibilidade expressiva de implementação do sistema, pois representa o objetivo do estudo do trabalho, que é a complementação da
matriz, sendo viável a sua instalação a curto e médio prazo, reduzindo assim custos com geração térmica.
A exatidão da pesquisa obteria melhores resultados com a obtenção de dados mais precisos com relação à energia eólica, como por exemplo os potenciais para torres com altura de 100 metros e estudos de viabilidade de instalação de sistemas Offshore, que aumentaria o potencial significativamente para o Estado do Paraná, podendo chegar até 90 GW de potência instalada, como esboçado nos dados levantados no Atlas do Potencial Eólico do Estado do Paraná.
Há uma tendência mundial de modificação da estrutura da geração de eletricidade, com forte implementação das fontes renováveis. Este estudo comprova a capacidade de complementação entre fontes de geração de energia. Para tanto, incentivos públicos e privados podem acelerar o processo de implantação destes sistemas e outros estudos devem ser realizados para maior abrangência e desenvolvimento de tecnologias que otimizem a produção de energia elétrica.
Para isso, seguem sugestões de trabalhos futuros, relacionados aos interesses apresentados:
Estudo da complementariedade incluindo a fonte hidráulica e outras, na matriz elétrica do Estado do Paraná.
Obtenção de novos cenários, incluindo geração em torres eólicas de 100 metros.
Estudos de complementariedade para os demais estados do Brasil, aplicando a mesma metodologia apresentada.
Análise da viabilidade econômica e sócio-ambiental para implementação de sistemas eólico e solar fotovoltaico.
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